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天文学家接收到12光年外强烈信号,2天重复1次,要回复吗?

2023-04-21 19:24:51 1785

摘要:根据发表于《自然·天文》(Nature Astronomy)杂志的一项新研究[1],天文学家接收到了一个强烈的无线电信号,而且还是两天重复一次出现,其源头被追踪到12光年外的一颗系外行星上。那么,这个重复的无线电信号是不是外星文明发出的呢?...

根据发表于《自然·天文》(Nature Astronomy)杂志的一项新研究[1],天文学家接收到了一个强烈的无线电信号,而且还是两天重复一次出现,其源头被追踪到12光年外的一颗系外行星上。那么,这个重复的无线电信号是不是外星文明发出的呢?如果真的是外星文明信号,我们要不要回复呢?

人类文明通过无线电波进行远距离通信,这种电波以光速传播,肉眼不可见。倘若宇宙中存在外星文明,尤其是那些科技水平与人类差不多的文明,他们也有可能会使用无线电波。于是,通过包括中国天眼FAST在内的射电望远镜,来接收宇宙中的无线电信号,有望可以找到外星文明。

在拥有至少1000亿颗恒星的银河系中,几乎所有恒星周围都有行星环绕,我们的太阳系已知存在8颗行星,4.2光年外的比邻星已知拥有2颗行星,所以银河系中的行星数量超过1000亿颗。

在这么多的系外行星中,总有一些的条件类似于地球,包括地表被硅酸盐岩石覆盖,表面温度能让水保持液态,这些外星世界上就有可能存在生命,例如,比邻星附近最早被发现的行星——比邻星b,它可能是一个适合生命存在的世界。

天文学家估计,银河系中可能有3亿颗行星是拥有生命的星球,其中某些星球上也许就诞生了智慧文明。根据德雷克方程估算,银河系中的外星文明数量可能至少有36个,最多甚至可能超过1000万个。

要是能接收到来自宇宙中的无线电信号,尤其是从系外行星上发出的,无疑会让人好奇那是不是外星文明信号。这一次,天文学家接收到了一个神秘的重复无线电信号,它来自于一颗系外行星:YZ Ceti b。

这颗系外行星位于南天星座的鲸鱼座,距离地球大约12光年。它是一颗类地行星,质量估计为地球的70%。它的主恒星YZ Ceti是一颗红矮星,质量估计为太阳的13%,表面温度只有2800℃,比太阳表面低了2700℃。

天文学家在YZ Ceti系统中探测到了2至4 GHz的相干射电爆发,这个强烈的无线电信号重复出现。不过,天文学家不认为这是外星文明发出的信号,而是来自于YZ Ceti b行星本身。

虽然主恒星的温度很低,但这颗行星距离主恒星只有245万公里,公转一圈只需2天,这么近的距离,使得该行星接收到的恒星辐射能量太高,所以行星表面非常热,任何液态水都会被烤干,那里不可能存在类似于我们的生命。

研究人员认为,这个射电暴是自然形成的。由于行星YZ Ceti b距离主恒星非常近,而且它又拥有强大的磁场,当它绕着恒星转动时,恒星释放出的等离子体会与行星磁场发生碰撞、反弹,然后与恒星磁场产生强烈的相互作用,从而释放出强烈的无线电波,信号强到足以让12光年外的地球上也能接收到。这个信号的周期也是两天,刚好与YZ Ceti b行星的公转周期相同。

天文学家表示,在寻找宜居的系外行星时,那些外星世界是否有磁场至关重要。因为有了磁场的存在,才能避免强烈的恒星风剥离行星大气层,从而保护生活在表面上的各种生命。

火星就是个例子,远古火星被认为可能是宜居的世界,表面有液态水和大气层,但后来随着磁场的消失,太阳风逐渐剥离了火星的大气层,导致表面液态水也随之蒸发殆尽,最终变成一片荒凉。

不管怎样,这项新研究为寻找外星生命指明了一个方向。我们可以通过探测系外行星的磁场,再结合它们是否在宜居带内,可以更好地推测系外行星是否适合生命的存在。

虽然此次接收到的无线电信号是自然产生的,但如果这个信号真的来自外星文明,以目前人类的科技水平,我们是有能力对其进行回复的。过去,人类曾通过射电望远镜向宇宙中发射过无线电信号,目的地包括2.5万光年外的M13球状星团,40光年外的TRAPPIST-1行星系统,12光年外的鲁坦星。

由于相距12光年,我们发出的无线电信号以光速传播,到达那里需要12年的时间。如果他们回复,我们还要再等12年才能接收到信息。一来一回,需要耗时24年。

不过,向外星世界发送信号,也招致了不少人的批评,其中包括已故著名物理学家霍金。因为如果一个非常先进的外星文明接收到人类的信号,并且他们可以派出星际飞船前往地球,那么,对于科技水平相对低很多的人类来说,可能会身处险境。

参考文献

[1] J. Sebastian Pineda, Jackie Villadsen, Coherent radio bursts from known M-dwarf planet-host YZ Ceti, Nature Astronomy, 2023, DOI: 10.1038/s41550-023-01914-0.

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